(共30张PPT)
走进奇妙的化学世界
选择性必修3
第三章 烃的衍生物
第二节 醇 酚
学习
目标
第2课时
酚的结构与性质
PART
01
PART
02
通过认识酚的结构,了解苯酚的主要性质,能理解羟基和苯环的相互影响,形成物质结构决定性质的核心理念
通过酚及其酚类性质的学习,列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响
浓度很低的某些酚类溶液(与水的比例通常在 1:20 ~1:40),可以用来消毒杀菌。
在19世纪初,医院的设备很差,那时缺少麻醉药和消毒剂,许多病人死于手术后的伤口感染中。在英国的爱丁堡有一家医院,一名叫李斯特的的外科医生,发现在化工厂附近的污水沟里,沟水清澈,浮在水面上的草根很少腐烂。原来,就是从化工厂流出的石炭酸(苯酚)混杂在沟水里,石炭酸是化工厂提炼煤焦油时排出的“废弃物”。李斯特用石炭酸对手术器械、纱布等一系列用品进行了消毒,病人手术后伤口化脓、感染的现象立即减少了,死亡率大大下降。由此,爱丁堡医院手术伤口感染率一度成为全世界外科医院中最低的。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂,李斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。同时使苯酚首次声名远扬。
是谁使苯酚声名远扬?
“外科消毒之父”-约瑟夫·李斯特(Joseph Lister , 1827~1912)
HO
OH
OH
OH
OCH3
CH2
葡萄酚
(1)酚定义:羟基与苯环上的碳原子直接相连的化合物.
官能团为羟基(—OH)
歇后语:苯环上挂羟基装“醇”
苯酚是一元酚,是酚类化合物最简单的,其官能团为羟基(—OH)。
1、酚
一、苯酚的组成、结构与物理性质
2、苯酚的组成与结构
名称
苯酚,俗称石灰酸
分子式
C6H6O
官能团
—OH
结构特点
羟基与苯环直接相连
一、苯酚的组成、结构与物理性质
颜色
状态
气味
熔点
溶解性
无色
晶体
特殊气味
43℃
难溶于冷水,易溶于65℃以上热水,易溶于酒精等有机溶剂
毒性
有毒
3、苯酚的物理性质
①纯净的苯酚是无色晶体,放置时间较长会被空气中的O2氧化而呈粉红色,所以保存时要密封。
②苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。
一、苯酚的组成、结构与物理性质
常温下将苯酚溶于水,会有什么现象?加热苯酚和水的混合物,会发生什么现象?再冷却该混合物至室温,会发生什么现象?
苯酚乳浊液
加热
溶解度增大
苯酚澄清溶液
冷却
溶解度下降
苯酚乳浊液
观察分析
3、苯酚的物理性质
一、苯酚的组成、结构与物理性质
【实验探究】
苯酚的溶解性
3、苯酚的物理性质
一、苯酚的组成、结构与物理性质
酚
苯
基团之间相互影响
醇
?
?
?
OH
预测苯酚的化学性质
[思考]
分析苯酚的结构,联想C2H5OH和 的性质 ,你预测苯酚可能有什么化学性质?
实验3-4
实验内容 实验现象
向盛有0.3g苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水,振荡试管
向试管中逐滴加入5% NaOH溶液并振荡试管
再向试管中加入稀盐酸
溶液变浑浊
浑浊的液体又变澄清
澄清液体又变浑浊
二、苯酚的化学性质
1、弱酸性
实验3-4
二、苯酚的化学性质
1、弱酸性
苯环的存在使羟基上的氢原子更活泼,使氧氢键易断,呈弱酸性,且酸性极弱,不能使石蕊试剂变色。
(苯酚又名石炭酸)
苯氧离子
苯酚溶液电离方程式:
1、弱酸性:
OH
O
H+
+
结论:
二、苯酚的化学性质
思考:如何设计实验比较苯酚酸性与H2CO3酸性?
CO2
苯酚的弱酸性
将二氧化碳气体通入适量苯酚钠溶液中,观察现象。
1、弱酸性:
二、苯酚的化学性质
思考:如何设计实验较苯酚酸性与H2CO3酸性?
CO2
ONa
OH+
+CO2+H2O
现象:
NaHCO3
[不能是Na2CO3]?
1、弱酸性:
如果向澄清的苯酚钠溶液中通入CO2气体,可以看到溶液又变
浑浊。这是因为苯酚钠在碳酸的作用下又生成了苯酚,
这说明苯酚酸性比碳酸弱。
【注意】无论CO2是少量还是足量,都生成NaHCO3
+Na2CO3
弱电解质 苯酚 碳酸
电离平衡常数(25℃) 1.28×10-10 K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
+NaHCO3
酸性: CH3COOH>碳酸>苯酚> HCO3-
二、苯酚的化学性质
1、弱酸性:
二、苯酚的化学性质
活动:探究羟基对苯环的影响
【实验3-5】 向试管中加入0.1g(少量)苯酚和3ml水,振荡,得到苯酚溶液。再向其中逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察现象
现象
结论
方程式
苯酚和浓溴水反应生成了三溴苯酚,三溴苯酚是难溶于水但易溶于有机溶剂的白色固体
产生白色沉淀
应用: 该反应很灵敏,可用于苯酚的
定性检验和定量测定。
2、苯酚的取代反应
2,4,6-三溴苯酚
结论:羟基对苯环产生的影响,使苯环上羟基的邻、对位氢原子更活泼,易被取代。
(与甲苯相似)
【注意】不能用溴水除去苯中混有的苯酚
二、苯酚的化学性质
—因为苯酚会和溴水发生反应
2、苯酚的取代反应
二、苯酚的化学性质
苯酚 苯
反应物
反应条件
取代苯环上氢原子数
反应速率
结论 原因 浓溴水与苯酚反应
液溴 与纯苯
不用催化剂
FeBr3作催化剂
一次取代苯环上三个氢原子(三元取代)
一次取代苯环上一个氢原子(一元取代)
瞬时完成
初始缓慢,后加快
苯酚与溴取代反应比苯容易
酚羟基对苯环影响,使苯环上羟基邻、对位的氢原子的活性增强,易被取代
苯酚与苯取代反应的比较
2、苯酚的取代反应
+ 3HNO3
OH
浓硫酸
△
NO2
NO2
O2N
OH
+ 3H2O
三、苯酚的化学性质
二、苯酚的化学性质
总结:酚羟基的两种检验方法:
1.苯酚和浓溴水反应,生成白色的2,4,6-三溴苯酚沉淀;
2.苯酚和FeCl3溶液反应,溶液变紫色。
[实验3-6] 实验现象
向苯酚溶液中滴入几滴FeCl3溶液,观察现象
溶液变成紫色
3.苯酚的显色反应
——检验酚羟基
苯酚
6C6H5OH+Fe3+→[Fe(C6H5O)6]3-+6H+
配合物
二、苯酚的化学性质
(1)燃烧:
4.苯酚的氧化反应
(2)苯酚在空气中被O2氧化呈粉红色:
(3)苯酚能使酸性KMnO4溶液褪色
结论:苯酚结构上有羟基,表现还原性。
C6H6O + 7O2 6CO2+3H2O
点燃
二、苯酚的化学性质
说明苯酚还原性强,可和氧化剂发生氧化反应。
+3H2
OH
苯酚能使溴水褪色,是因为发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,而不是因发生加成反应褪色。
5.苯酚与H2的加成反应
(环已醇)
二、苯酚的化学性质
OH
(环已醇)
注意:
酚醛树脂,它不易燃烧,具有良好的电绝缘性能,被广泛用来生产电闸、电灯开关、电话机等电器用品。
酚醛树脂俗称“电木”)
二、苯酚的化学性质
单体间互相反应生成高分子化合物,同时还生成小分子(如水、氨等分子)的反应。
(6)缩聚反应
苯酚的用途
酚醛树脂
合成纤维
合成香料
医药
消毒剂
染料
农药
防腐剂
阿司匹林
乙酰水杨酸
三、苯酚的用途
科学史话
苯酚首次声名远扬应归功于英国著名的医生约瑟夫·李斯特。李斯特发现病人手术后死因多数是伤口化脓感染,偶然之下用苯酚稀溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂,李斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。
医院常用的“来苏水”消毒剂主要成分便是甲基苯酚。
约瑟夫·李斯特
课堂小结
OH
苯环活化羟基
羟基的性质:
弱酸性
还原性
羟基活化苯环
苯环的性质:
取代反应(三取代)
加成反应
特征反应: 显色反应
官能团
基团之间相互影响改变
键的极性
练一练
1、只用一种试剂把下列四种无色溶液鉴别开:苯酚、乙醇、NaOH、KSCN,现象分别怎样?
物质 苯酚 乙醇 NaOH KSCN
现象
紫色液溶
无明显现象
红褐色沉淀
血红色溶液
FeCl3溶液
2、如何检验一份溶液中含有苯酚?
取少量样品 浓溴水——产生白色沉淀,说明含有苯酚。
取少量样品 氯化铁溶液——溶液显紫色,说明含有苯酚。
3.乙烯雌酚是人工合成的激素药物,能改善体内激素的平衡状态,其结构如图。下列有关叙述错误的是
A.乙烯雌酚能发生取代、加成、氧化反应
B.乙烯雌酚可分别与NaOH、NaHCO3溶液反应
C.每1 mol该有机物最多可以与含5 mol Br2的溴水反应
D.该有机物分子中最多有18个碳原子共平面
B
4.A、B、C三种物质的分子式都是C7H8O,若滴入FeCl3溶液,只有C呈紫色。若投入金属钠,只有B没有变化。
(1)写出A、B的结构简式:A________、B________。
(2)C有多种同分异构体,请写出苯环上一溴代物最少的结构简式________。
【解析】C7H8O含苯环的同分异构体有:
找同分异构体时注意从类别上分析,醇类与醚类属于同分异构体,芳香醇与酚类属于同分异构体。
根据C能与FeCl3溶液发生显色反应判断,C应属酚类;A不和FeCl3溶液发生显色反应,但能和金属钠反应,且分子中只含一个氧原子,应属醇类;同理可分析得出B中不含羟基。结合三种物质的分子式,可推得三种物
练一练
5、怎样分离苯酚和苯的混合物
苯酚和苯的混合物
加入NaOH溶液
苯酚钠和苯的混合物
分液
苯
苯酚钠
或通入CO2
加盐酸
苯酚
分液
苯酚的浑浊液静置后,没有晶体析出,这是什么原因呢?
[资料卡片]
苯酚的熔点很低(常压下为43℃),含水的苯酚熔点更低,当苯酚含10%以上水时,在常温下则呈液态。所以,我们实验中得到的浑浊液,实际上是液态苯酚和苯酚水溶液的混合液。由于温度低于70℃,因此液态苯酚与水不能完全互溶而呈浑浊状。又因为在这种浑浊状的混合液中没有固态苯酚小颗粒,所以久置后也不会有晶体析出,而是呈油状液,属于乳浊液。静置后,分层,下层为苯酚(密度比水大),上层为苯酚的稀溶液。